Устройство для определения коррозионного износа скважинного оборудования

 

Сущность изобретения: камера для размещения образцов-свидетелей коррозии установлена между пробоотборником, смесителем газожидкостного потока и расходомером. Внутри камеры концентрично установлен сменный элемент в виде втулки, калибрующий проходное сечение камеры и имеющий радиальные отверстия для размещения образцов-свидетелей коррозии. 4 ил.

Изобретение относится к устройствам, используемым в газодобывающей промышленности, в частности при промысловых газоконденсатных, газогидродинамических и коррозионных исследованиях скважин, проводимых в течение всего срока эксплуатации газовых, газоконденсатных и газонефтяных залежей и месторождений, и преимущественное использование найдет на месторождениях с высоким содержанием конденсата и воды в добываемом газе, с повышенным содержанием агрессивных компонентов сероводорода и двуокиси углерода, на морских месторождениях, на месторождениях, находящихся в стадии падающей добычи.

Известно устройство для установки образцов-свидетелей коррозии в газопровод, содержащее патрубок для установки устройства ввода и извлечения образцов с их держателем, уплотнения и изолятор [1] Известно также устройство для установки контрольных образцов коррозии в газопровод, содержащее люк, заглушку, гайку со шпильками и держатель с контрольными образцами (см. там же [1] с.196).

Недостатками известных устройств являются следующие: ограниченный диапазон области использования, так как они предназначены только для установки образцов-свидетелей коррозии в технологические трубопроводы с определенным внутренним диаметром и постоянными скоростями двухфазного газожидкостного потока при стабильном его расходе; некачественная информация о коррозионной и эрозионной агрессивности газожидкостного потока, так как образцы-свидетели коррозии из-за разделения фаз могут находиться либо только в газовой, либо в жидкой среде; невозможность их применения для определения коррозионного износа скважинного оборудования из-за больших затрат на проведение монтажных работ по врезке в существующие схемы обвязки скважин.

Известно устройство для отбора представительной пробы газожидкостного потока (пробоотборник), содержащее корпус, диафрагму, дисковой разделитель с рифленой рабочей поверхностью, обращенной в сторону входящего газожидкостного потока, камеру смешения, сопло, перепускную камеру с поперечной перегородкой, в которой выполнены канал отбора Г-образной формы с входным отверстием для прохода газожидкостной смеси (авт. св. СССР N 1596102, кл. E 21 B 49/02, 1990), и устройство для измерения расхода газа (сопло Вентури), состоящее из корпуса, осевого цилиндрического канала и отверстий для измерения давления газа до цилиндрического канала и в нем (Коротаев Ю.П. Эксплуатация газовых месторождений. М. Недра, 1975, с.199-200).

Эти известные устройства позволяют создать смешение и измерять расход двухфазного газожидкостного потока в скважине, но не позволяют определять коррозионный износ внутренней поверхности скважинного оборудования (насосно-компрессорные трубы, эксплуатационная колонна, устьевая арматура и проч.).

Целью изобретения является повышение точности контроля коррозионного износа внутренней поверхности скважинного оборудования.

Цель достигается тем, что в конструкции устройства, содержащего камеру с размещенными в ней образцами-свидетелями коррозии, на входе перед камерой установлен устьевой пробоотборник-смеситель газожидкостного потока, а после нее расходомер, причем проходное сечение камеры выполнено изменяющимся за счет установки сменного элемента, например втулки.

Новым в устройстве является то, что камера с размещенными в ней образцами-свидетелями коррозии помещена между пробоотборником-смесителем газожидкостного потока и расходомером, причем проходное сечение камеры выполнено изменяющимся за счет установки сменного элемента.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.1.

Устьевое устройство для определения коррозионного износа содержит пробоотборник-смеситель 1, который служит для смешения газожидкостного потока и отбора представительной пробы части потока на исследование и установлен на входе камеры 2 для размещения в ней образцов-свидетелей 3 и 4 коррозии, по которым судят об интенсивности коррозионных и эрозионных процессов, протекающих на внутренней поверхности скважинного оборудования. Камера 2 имеет изменяющееся проходное сечение за счет установки сменного элемента (втулки) 5. Это повышает качество и достоверность получаемых результатов, так как газожидкостной поток, попадая из пробоотборника-смесителя 1 в камеру 2, находится в смешенном состоянии, то есть не успел разделиться на газовую и жидкую фазы. Сменный элемент (втулка) 5 служит для проведения коррозионных и эрозионных исследований на различных скоростях газожидкостного потока, не нарушая при этом установленный режим эксплуатации скважины. После камеры 2 установлен измеритель 6 расхода газожидкостного потока, представляющий собой укороченное сопло Вентури, работающее на принципе перепада между динамическим и статическим давлениями, позволяет проводить комплексные исследования низконапорных скважин с выпуском газа в газопровод, то есть без загрязнения окружающей среды.

Устьевое устройство для определения коррозионного износа, изготовленное в виде фланцевой катушки и с пазами под уплотнительные кольца длиной 300-500 мм, монтируется между фланцами соединениями запорной арматуры на устье, либо между переходными катушками или иными соединениями технологической схемы обвязки скважины.

При работе скважины газожидкостной поток поступает в смеситель-пробоотборник 1, где происходит его смешение до однородного состояния. После этого он поступает в камеру 2 и воздействует на размещенные в ней образцы-свидетели 3, 4 коррозии. Во время проведения эрозионных и коррозионных исследований на одном из заданных технологических режимов работы скважин изменение скорости газожидкостного потока производится путем подбора внутреннего диаметра съемной втулки 5. Из камеры 2 газожидкостной поток поступает в цилиндрический канал 7 измерительного устройства, где измеряется перепад между динамическим и статическим давлением. Используя значения перепада давления потока, определяют его расход. Из цилиндрического канала 7 газожидкостной поток поступает в шлейф и далее на СП или УКПГ месторождения.

Применение предлагаемого изобретения позволит получать достоверную и качественно новую комплексную информацию о продуктивности характеристик скважин, двухфазной продукции, выносимой из скважин, ее агрессивного воздействия на скважинное оборудование и на основании комплексного анализа устанавливать оптимальные режимы работы.

С минимальными затратами возникает возможность учитывать множество факторов, влияющих друг на друга, а именно: дебита на конденсато-нефте-водный фактор (и на вынос ингибитора коррозии и др.); дебита на эрозионную и коррозионную активность; конденсато-нефте-водного фактора на коррозию и многое другое.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОГО ИЗНОСА СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащее камеру с размещенными в ней образцами - свидетелями коррозии, закрепленными в держателях, установленных в радиальных отверстиях камеры с уплотнениями, отличающееся тем, что, с целью повышения качества контроля коррозионного износа и возможности установки на устье, оно снабжено пробоотборником-смесителем газожидкостного потока, установленными ниже камеры, расходомером, установленным выше камеры, и сменным элементом, выполненным в виде калибрующей втулки, концентрично установленной в камере, при этом втулка имеет радиальные отверстия для размещения образцов - свидетелей коррозии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4